Valutazione dello stato della formazione in esame

Nel sito in esame è stato possibile caratterizzare la formazione grazie all’interpretazione di un Leak off test eseguito sul posto.

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Figura 2.11 Schema dei casings e del tubing presenti nel pozzo di re-iniezione

Il pozzo di re-iniezione su cui si basa il presente lavoro è stato perforato con l’utilizzo di tre casings, rispettivamente con un diametro esterno di 20 pollici fino ad una profondità di 1928 metri, seguito da un secondo casing dal diametro di 13 3/8 pollici fino a 2539 metri ed infine da un ultimo casing di 9 5/8 pollici come diametro esterno, fino alla profondità di 3052 metri, a cui è stato programmato di effettuare il processo di iniezione. Uno schema rappresentativo del pozzo è stato riportato in Figura 2.9. A causa della presenza di un iniziale strato di sabbia non consolidata, non è utile effettuare un Leak off test nella prima parte, siccome non ha senso pratico parlare di una fatturazione vera e propria in un tipo di roccia che è in grado di scorrere. Come conseguenza fino ad una profondità di 1928 metri a cui si ha il cambiamento nel tipo di formazione, può essere effettuato un Formation integriry test che è semplicemente una prova in cui si osserva l’aumento di pressione dovuto all’iniezione di fluido nel sottosuolo e da esso si ricavano tutte le informazioni cercate sulla roccia in esame, senza parlare di una rottura vera e propria della stessa. Durante la perforazione sarà poi necessario indagare le caratteristiche della formazione alle profondità di 2539 e 3052 metri, le quali rappresentano i punti più critici del processo. Il Leak off test effettuato a queste due profondità ha evidenziato rispettivamente la perdita di 4,5 e di 3,5 barili di fluido nella formazione, con l’utilizzo di una densità del fango usato durante le operazioni di perforazione pari a 1,13 e 1,15 kg/l. I valori di pressione registrati e i rispettivi

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andamenti in funzione dei volumi iniettati sono riportati nelle Figurein allegato A.2 per ciascuna profondità.

Nel presente lavoro ci si è affidati ad una relazione, valida nei casi in cui si conduce un test di questo tipo, la quale è in grado di restituire il valore del gradiente di fatturazione legato all’esperimento condotto a partire dalla conoscenza della profondità a cui è stata effettuata la prova e dell’esito della stessa:

(2.35)

Dove ρfango è la densità del fango usato per il test espressa in kg/l, TVD è la True

vertical depth ossia la profondità misurata in piedi a cui è stata effettuata la

prova (trattandosi di un pozzo verticale non vi è alcuna differenza tra la TVD e la lunghezza del casing fino al punto di interesse, la quale risulterebbe invece superiore se il pozzo fosse stato perforato in direzione obliqua o orizzontale) ed infine LOP è la Leak off pressure espressa in psi. È pratica comune scegliere quest’ultimo valore come il minore tra il valore della pressione in corrispondenza del Leak off point e quello della pressione di stabilizzazione. Identificando il valore della LOP nei grafici qui riportati e calcolando il gradiente di fatturazione ad entrambe le profondità si ricavano i valori di 1,23 e 1,35 s.g. Alla profondità di 1928 metri in cui è stato condotto il formation integrity test si ricava d’altra parte un valore di riferimento di 1,21 s.g..

Grazie alla definizione dei gradienti relativi alle prove effettuate alle diverse profondità è ora possibile riportare su un unico grafico l’andamento di tali valori insieme a quello del gradiente della pressione dei pori e di overburden, come si può notare in Figura 2.12. Si è soliti affidarsi a tale rappresentazione poiché in essa è ben evidente come la pressione a cui viene sottoposta la roccia deve necessariamente superare il valore di quella dei pori o non si otterrebbe l’effetto desiderato, d’altra parte si è ad un livello inferiore rispetto a quello di overburden quindi non si vince lo sforzo esistente nella direzione verticale.

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Figura 2.12 Andamento dei gradiente dei pori, di LOT e di overburden in funzione della profondità

Infine è possibile determinare lo stato di sforzo della formazione, ricordando la relazione proposta precedentemente tra la pressione imposta in pozzo (che nel caso specifico corrisponde a quella del LOT) e gli sforzi esistenti nella formazione, si ha:

(2.36)

In passato sono stati effettuati diversi studi fini alla definizione di un modello attendibile di distribuzione degli sforzi nel sottosuolo, come si è detto, in moltissime applicazioni compresa quella analizzata il modello Normal Fault rappresenta bene la situazione esistente. Nonostante si tratti di una questione su cui si dibatte tutt’ora a causa delle opinioni contrastanti di alcuni studiosi, ad oggi ci si affida spesso ad una rappresentazione in cui lo sforzo minimo σh orizzontale corrisponde all’80% di quello massimo σH. Sotto questa ipotesi, sviluppando la relazione appena scritta ad entrambe le profondità studiate tramite un Leak off test si ottengono i valori riportati inTabella 2.1.

Tabella 2.1 Valori dei gradienti relativi alla pressione LOT e agli sforzi orizzontali alle due profondità studiate tramite un leak off test

profondità [m] pLOT [s.g] σh [s.g] σH [s.g]

2539 1,23 1,30 1,62

3052 1,35 1,37 1,71

Grazie a tutte le informazioni raccolte è quindi possibile definire completamente i valori di pressione e lo stato di sforzo alla profondità di 3052 metri, i quali

1500 2000 2500 3000 1 1,5 2 Profondità Gp , Gfratturazione , Gv pori overburden LOT

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sono di primario interesse per lo scopo di questo lavoro. È bene specificare come sia possibile considerare l’unità di misura s.g (che è riconducibile ad una densità se viene moltiplicata per quella dell’acqua in quanto la specific gravity esprime il rapporto tra le due) e convertirla in pressione semplicemente moltiplicandola per l’accelerazione di gravità e per la profondità a cui ci si trova.